一、黑鎢礦的定義
黑鎢礦(英文名:Wolframite)是一種重要的鎢酸鹽礦物,化學(xué)式為(Fe,Mn)WO?,屬單斜晶系氧化物。它是由鎢鐵礦(FeWO?)和鎢錳礦(MnWO?)組成的完全類質(zhì)同象系列中的中間成員,其中鐵(Fe)和錳(Mn)離子可在晶體結(jié)構(gòu)中以任意比例相互替代。該礦物多呈板狀或柱狀晶形,顏色呈黑褐至褐黑色,具半金屬光澤,是提煉金屬鎢的最主要礦石之一。
黑鎢礦多產(chǎn)于高溫?zé)嵋菏⒚}及花崗偉晶巖中,常與錫石、輝鉬礦等礦物共生,因其鎢含量高、易選冶,黑鎢礦在全球鎢供應(yīng)鏈中占據(jù)關(guān)鍵地位,被廣泛用于硬質(zhì)合金、特種鋼材及國防工業(yè)等領(lǐng)域。
二、黑鎢礦的基本性質(zhì)
1.物理性質(zhì)
顏色與條痕:顏色隨Fe、Mn含量比例變化;富錳端元呈淺紅至淺紫色,中間態(tài)呈褐黑至黑色,富鐵端元呈深黑色;條痕通常為棕褐至黑褐色。
光澤與透明度:具金屬至半金屬光澤;通常不透明,薄片邊緣可呈半透明。
硬度與密度:莫氏硬度4.0~4.5;密度較大,為7.2~7.5g/cm3,手感沉重;性脆。
磁性:通常具弱磁性,富鐵變種因Fe2?含量高而磁性增強(qiáng),這一特性常被用于磁選富集工藝。
解理:具一組完全{010}板面解理。
晶體形態(tài):多呈板狀、刃片狀、短柱狀或粒狀集合體;屬單斜晶系。
2.化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)成分:化學(xué)組成為(Fe,Mn)WO?,構(gòu)成FeWO?–MnWO?完全類質(zhì)同象系列。當(dāng)FeWO?或MnWO?端元組分含量高于80%時(shí),分別定義為鎢鐵礦或鎢錳礦。
化學(xué)穩(wěn)定性:在常溫常壓下性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿侵蝕能力較強(qiáng),不易風(fēng)化或溶解,但在高溫高壓堿性環(huán)境中可被分解。
三、黑鎢礦的地質(zhì)產(chǎn)狀
黑鎢礦主要產(chǎn)于與花崗巖相關(guān)的高溫?zé)嵋旱V床中,常見于石英脈型鎢礦和花崗偉晶巖中。典型共生礦物包括錫石、輝鉬礦、毒砂、螢石、黃玉及電氣石等。該類礦床多分布于大陸板塊邊緣的構(gòu)造-巖漿活動帶,尤其是古老地塊與中生代巖漿侵入體接觸帶附近。
四、黑鎢礦的工業(yè)應(yīng)用及重要性
黑鎢礦作為最重要的鎢礦石之一,因其WO?含量高(通常超過60%)、物理選礦性能優(yōu)良、冶煉流程相對簡單,成為鎢金屬提取的核心原料。提煉出的鎢主要用于制造碳化鎢基硬質(zhì)合金,這類合金具備極高硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性,被廣泛用作切削工具、鉆探設(shè)備和模具材料。
此外,鎢是特種合金鋼(如高速鋼、耐磨鋼)的關(guān)鍵合金元素,也用于生產(chǎn)穿甲彈、輻射屏蔽材、航空航天高溫部件等軍工和高端裝備產(chǎn)品。因此,黑鎢礦不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)地位,更是一種重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源。
五、黑鎢礦的分布
中國是全球最大的黑鎢礦資源國和生產(chǎn)國,著名超大型礦床包括江西大湖塘、朱溪鎢礦和湖南柿竹園多金屬礦。此外,俄羅斯(如東薩彥嶺地區(qū))、加拿大(如西北地區(qū)Mactung礦床)、越南(Nui Phao多金屬礦)、奧地利(Mittersill)以及葡萄牙等國家也擁有重要的黑鎢礦資源。全球黑鎢礦主要集中分布于環(huán)太平洋成礦帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅成礦帶。